Wersje Ki-61 Ia – wersja seryjna, uzbrojona w 2 karabiny maszynowe Typ 89 kal. 7,7 mm i 2 karabiny maszynowe Ho-103 kal. 12,7 mm Ki-61 Ib – wersja seryjna, uzbrojona w 4 karabiny maszynowe Ho-103 kal. 12,7 mmNiektóre samoloty powyższych wersji były uzbrojone w niemieckie działka lotnicze MG 151/20 kal. 20 mm zakupione w Niemczech i dostarczone przez niemieckie u-booty. Ki-61 Ic KAI – wersja seryjna, uzbrojona w 2 działka Ho-5 kal. 20 mm i 2 karabiny maszynowe Ho-103 kal. 12,7 mm, wzmocnione skrzydła umożliwiające przenoszenie bomb lub dodatkowych zbiorników paliwa Ki-61 Id KAI – wersja myśliwca przechwytującego, uzbrojona w 2 działka lotnicze kal. 30 mm i 2 karabiny maszynowe kal. 12,7 mm Ki-61 II – prototyp, z silnikiem Kawasaki Ha-140 i zwiększoną powierzchnią nośną skrzydeł Ki-61 II KAI – wersja produkcyjna z silnikiem Kawasaki Ha-140 i normalnymi skrzydłami Ki-61 IIa KAI – wersja produkcyjna, uzbrojona w 2 działka kal. 20 mm i 2 karabiny maszynowe kal. 12,7 mm Ki-61 IIb KAI – wersja produkcyjna, uzbrojona w 4 działka kal.